2025年大学机电（电气自动化技术）试题及答案.doc

2025年大学机电（电气自动化技术）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下哪种电机调速方法不属于改变转差率调速？（ ）
A. 调压调速
B. 转子串电阻调速
C. 变频调速
D. 电磁转差离合器调速
2. 直流电动机的调速方法中，能实现无级调速且调速范围广的是（ ）
A. 改变电枢回路电阻调速
B. 改变励磁电流调速
C. 弱磁调速
D. 降压调速
3. 三相异步电动机的旋转磁场的转速由（ ）决定。
A. 电源电压
B. 电源频率
C. 电机极对数
D. 电机转差率
4. 下列关于PLC编程语言的说法，错误的是（ ）
A. 梯形图是最常用的编程语言
B. 语句表编程简洁，适合熟悉继电器控制电路的人员
C. 功能块图常用于复杂控制系统的编程
D. 顺序功能图不能用于描述顺序控制过程
5. 以下哪种传感器不属于位置传感器？（ ）
A. 光电编码器
B. 旋转变压器
C. 热电偶
D. 直线位移传感器
6. 对于PID控制器，比例系数Kp增大时，系统（ ）
A. 将加快响应速度，但会增大超调量
B. 将减慢响应速度，减小超调量
C. 对响应速度和超调量无影响
D. 响应速度不变，超调量减小
7. 晶闸管可控整流电路中，控制角α增大时，输出电压（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
8. 下列关于自动控制系统的说法，正确的是（ ）
A. 开环控制系统没有反馈环节
B. 闭环控制系统能自动补偿扰动对输出的影响
C. 复合控制系统结合了开环和闭环控制的优点
D. 以上都正确
9. 异步电动机的启动电流一般为额定电流的（ ）
A. 1 - 2倍
B. 3 - 4倍
C. 4 - 7倍
D. 7 - 10倍
10. 以下哪种电力电子器件属于全控型器件？（ ）
A. 晶闸管
B. 二极管
C. 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
D. 电力二极管

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共20分）
答题要求：本大题共10空，每空2分。把答案填在题中的横线上。
11. 三相异步电动机的额定转速为1470r/min，电源频率为50Hz，则该电机的极对数为______。
12. 直流电动机的调速方法中，改变电枢回路电阻调速属于______调速。
13. PLC的编程语言中，______类似于继电器控制电路中的梯形图。
14. 传感器的静态特性指标包括线性度、灵敏度、______等。
15. 交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、相位控制和______控制。
16. 晶闸管的导通条件是______且______。
17. 自动控制系统的性能指标包括稳定性、快速性和______。
18. 异步电动机的调速方法主要有改变极对数调速、改变转差率调速和______调速。
19. 电力电子技术主要研究电力电子器件的______、电力电子电路和电力电子系统。
20. 数字PID控制器的参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和______法。

三、简答题（共15分）
答题要求：简要回答问题，答案应简洁明了。
21. 简述三相异步电动机的工作原理。（5分）
22. 说明PLC的编程语言有哪几种，并分别简述其特点。（5分）
23. 在自动控制系统中，什么是反馈控制？它有什么作用？（5分）

四、分析题（共15分）
答题要求：根据所给材料进行分析，回答问题。
材料：某直流调速系统采用晶闸管可控整流电路供电，已知电动机额定电压Un = 220V，额定电流In = 20A，电枢电阻Ra = 0.5Ω。调速范围D = 10，静差率s = 5%。
24. 计算该调速系统的最低转速nmin。（7分）
25. 若采用改变电枢电压调速，计算晶闸管可控整流电路的输出电压Udmin。（8分）

五、设计题（共20分）
答题要求：根据题目要求进行设计，包括控制要求、设计思路、画出控制电路图等。
26. 设计一个三相异步电动机的正反转控制电路，要求采用接触器联锁和按钮联锁，以确保安全可靠。请画出控制电路图，并简述设计思路。（20分）

答案：
1. C
2. C
3. BC
4. D
5. C
6. A
7. B
8. D
9. C
10. C
11. 2
12. 恒转矩
13. 梯形图
14. 重复性
15. 幅相
16. 阳极加正向电压；门极加适当正向触发脉冲
17. 准确性
18. 变频调速法
19. 原理与应用
20. 经验凑试
21. 三相异步电动机定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场。转子绕组因切割磁力线产生感应电动势和感应电流。根据电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，驱动转子旋转。
22. 梯形图：直观易懂，类似继电器控制电路；语句表：编程简洁，适合熟悉继电器控制的人员；功能块图：常用于复杂控制系统；顺序功能图：用于描述顺序控制过程。
23. 反馈控制是将系统输出量通过测量装置返回到输入端与给定值比较，产生偏差信号，利用偏差信号对系统进行控制。作用是自动补偿扰动对输出的影响，提高系统的控制精度和稳定性。
24. 先求额定转速nN = 1500(1 - s) = 1500(1 - 0.05) = 1425r/min，最低转速nmin = nN / D = 1425 / 10 = 142.5r/min。
25.Udmin = InRa + nminCe = 20×0.5 + 142.5×Ce，Ce = Un / nN = 220 / 1500，代入计算得Udmin。
26. 设计思路：利用两个接触器分别控制正反转，通过按钮实现启动停止，采用接触器联锁防止正反转接触器同时吸合，按钮联锁实现双重保护。控制电路图：主电路中，电源经熔断器、接触器主触头到电动机。控制电路中，正反转按钮分别经接触器常闭辅助触头到对方接触器线圈，再到电源形成回路。